沖壓工藝及模具設計考試題

1、沖壓工藝及模具設計一、填空題1、在沖壓變性過程中，材料需要最小變形力的區(qū)域為變形的弱區(qū) ，在沖壓工藝和模具結構設計時,應使變形區(qū)成為弱區(qū) 。2、沖裁變形過程分為彈性變形階段、塑性變形階段和斷裂分離階段。3、板料彎曲時，變形發(fā)生在 彎曲圓角 部位,直邊部分 不變形 。4、當彎曲變形結束卸載后，由于 彈性恢復，使工件彎曲半徑與 模具尺寸 不同，這一現象稱為彎曲回彈。、5、盒形件拉深拉深時，直邊部分變形近似于彎曲變形,圓角部分近似于筒形件拉深。6、高盒形件拉深時，方盒形件毛坯一般為 圓形，各中間工序為 圓筒形件拉 深，最后一次拉深成方盒形;矩形件毛坯一般為 長圓形 或 橢圓形； ， 先拉成 橢圓筒形

2、件,最后一道拉深成矩形件。7、內圓孔翻邊屬 伸長類翻邊,變形區(qū)材料受切向拉應力、徑向拉應力，在孔的邊緣處切向 拉長 、厚度方向 變薄 ，是開裂的危險處。當豎邊高 度不能一次翻出時，可采用 拉深 、預沖底孔 再 翻邊的方法。8、筒形件拉深過程中，凸緣部分的切向壓應力使凸緣材料易產生起皺 ,主要防止措施：采用 壓邊圈和施加大小合適的壓邊力 。9、沖裁工件的校平模具主要有平面 模和 齒形 模兩種。10、沖壓模具主要分為單工序模、級進連續(xù)模和復合模。單工序模是單 工序、單工位;級進連續(xù)模是多 工序多 工位；復合模是多 工 序、 單 工位。11、沖裁件的剪切斷面一般由圓角帶 、 光亮帶 、 斷裂帶和 毛

3、刺四部分組成。12、彎曲成形中，長度保持不變的金屬層叫中性層,它偏向 ；凹模（或內）側。13、彎曲成形中，常用 彎曲系數（或最小彎曲半徑）來表示變形程度。14、筒形件拉深時，底部圓角處的材料厚度厚度最小、強度 最低以及 兩拉一壓 的應力狀態(tài).使其成為最薄弱處，最易發(fā)牛 開裂。 15、任何直徑的半球形件拉深系數都為定值 0.71 ，均可一次 拉成。 16、復雜形狀的拉深件，應先做 拉深 模.經確定毛壞尺寸后、再做 落料 模。 17、與筒形件拉深相比，板料起伏成形的最大變形特點是： 外部材料 不進入:變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應力，產生 拉伸 變形,材料厚度變薄 。18、寬凸緣件是指d緣/d大于1

4、.4 的凸緣件；凸緣直徑d緣在 首次 拉出，以后各次拉深中d緣保持 不變。19、整形模與成形模結構相似，但 精度 更高;圓角半徑較小;工件與模具剛性接觸產生 校正力。20、降低沖裁力的方式主要有：階梯沖、斜刃口 和 局部加熱。21、冷沖壓模具是實現冷沖壓工藝的一種工藝裝備:22、落料和沖孔屬于分離工序，拉深和彎曲屬于成形工序。23、變形溫度對金屬塑性的影響很大，一般來說，隨著變形溫度的升高，塑性提高 ，變形抗力降低 。24、壓力機的標稱壓力是指滑塊在離下止點前某一特定位置時,滑塊上所容許承受的最大作用力。25、材料在塑性變形中，變形前的體積 等于變形后的體積,用公式來表小即：8 1+ &

5、; 2+ 8 3=0 。26、沖裁的變形過程分為彈性變形、塑性變形、斷裂分離 三個階段。27、沖裁模工作零件刃口尺寸計算時，落料以 凹模 為基準，沖孔以 凸模為基準，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3 級 。1.冷沖壓的優(yōu)點有： 生產率高、操作簡便，尺寸穩(wěn)定、互換性好，材料利用率高 。2 .冷沖壓是利用安裝在壓力機上的模具 對材料 施加壓力 ,使其產生.分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種加工方法。3 . 一般的金屬材料在冷塑變形時會引起材料性能的變化。隨著變形程度的增加，所有的強度、硬度都提高，同時塑性指標降低，這種現象稱為冷作硬化。4 .拉深時變形程度以 拉深系數m 表示，其值越小，變形

6、程度越大 。5 .材料的屈強比小 ，均勻延伸率大有利于成形極限的提高。6 .沖裁件的斷面分為圓角帶, 光亮帶, 斷裂帶, 毛刺區(qū)四個區(qū)域。7 .翻孔件的變形程度用 翻孔系數K 表示，變形程度最大時，口部可能出現一開裂8 .縮孔變形區(qū)的應力性質為雙向壓縮應力,其可能產生的質量問題是失穩(wěn)起皺9 .精沖時沖裁變形區(qū)的材料處于三向壓應力 .并且由于采用了極小 的間隙，沖裁件尺寸精度可達 IT8-IT6級。二、判斷題(V) 1 .模具裝配后，卸料彈簧的預壓力應大于卸料力。(X) 2.選擇標準模架規(guī)格的依據是凸模的尺寸。(X) 3,單工序模、級進模、復合模中，操作安全性最高的是復合模。(X) 4,彎曲線的

7、方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。(X) 5.失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質量問題。壓料裝置可以防止起皺，其力越大，效果越好。(V) 6.模具裝配后，卸料彈簧的預壓力應大于卸料力。(X) 7.選擇標準模架規(guī)格的依據是凸模的尺寸。(X) 8.單工序模、級進模、復合模中，操作安全性最高的是復合模。(X) 9.彎曲線的方向與板料的軋制方向垂直有利于減少回彈。(X) 10.失穩(wěn)起皺是壓縮類變形存在的質量問題。壓料裝置可以防止起皺，其 力越大，(V) 11.校正彎曲可以減少回彈。(X) 12.沖裁間隙越小，沖裁件精度越高，所以沖裁時間隙越小越好。(V) 13.在生產實際中，倒裝式復合模比正裝式復合模

8、應用更多一些。(X) 14.脹形時，坯料變形區(qū)受兩向拉應力的作用，因此可能產生的最大問題是起皺。(X) 15.拉深凸模上開通氣孔的目的是為了減輕模具的重量。(，)11、成形工序是使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形而得到所需零件。(X) 12、設計落料模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。(X) 13、極限拉深系數就是使拉深件拉裂的最小拉深系數。(X) 14、在拉深過程中，一套拉深模一般只能完成一次拉深工序。(V) 15、在確定工序順序時，一般是先拉深再沖孔。三、名詞解釋1、沖裁：是使板料沿封閉曲線相互分離的工序。2、 連續(xù)模：又稱級進模，是在壓力機一次行程中依一定順序在同一模具的不同工位上完成兩

9、道以上工序的模具3、起皺：在拉深時凸緣變形區(qū)內的材料受到壓應力的作用后，凸緣部分特別是凸緣外邊部分的材料可能會失穩(wěn)而沿切向形成高低不平的皺折，這種現象叫起皺。4、復合模：在模具的一個工作位置上，同時完成兩道或兩道以上工序的模具稱為復合模。5、壓力中心：沖裁力合力的作用點稱為壓力中心。6、帶料連續(xù)拉深：在一副模具上使用帶料進行連續(xù)拉深，完成單工序生產需多副模具才能完成的拉深加工稱為帶料連續(xù)拉深。四、問答題1、 彎曲的變形程度用什么來表示？為什么可用它來表示？彎曲極限變形程度受哪些因素的影響？答：彎曲的變形程度用彎曲系數k 來表示， k= r/t 。 ( 2 分)r越小，t越大，k越小。而板料外側

10、伸長率6： 6=1/(2k+1) ； k越小, 6越大。6超過臨界值，外側發(fā)生開裂。最小相對彎曲半徑：會造成外側開裂 的相對彎曲半徑(彎曲系數)r/t 。其影響因素：材料塑性：材料塑性好，能承受的變形量大，最小彎曲半徑可減小材料的纖維方向：彎曲線與纖維方向垂直，最小彎曲半徑可減小。彎曲角：彎曲角增大，最小彎曲半徑可減小。板材表面質量：質量越好，最小彎曲半徑可減小。17影響極限拉深系數的原因有哪些？答：（ 1）材料的組織與力學性能（ 2）板料的相對厚度t/D（ 3）摩擦與潤滑條件（ 4）模具的幾何參數除次之外還有拉深方法，拉深次數，拉深速度，拉深件形狀等。2、寫出拉深變形時筒形件底部圓角處的應力

11、、應變，可能產生的失效形式和預防措施。答：底部圓角部分：徑向拉應力 ；切向拉應力（7 3；厚向壓應力（7 2。在拉、壓 應力作用下，徑向產生拉應變，厚向產生壓應變，底部圓角變薄。此處，材料厚度最小，抗拉強度最低（加工硬化最?。?，兩拉一壓的應力狀態(tài)，成為最薄弱部分，筒壁與凸模圓角相接處容易破裂，即開裂。防止措施：控制合理的變形程度；選用合理的凸、凹模間隙及圓角半徑；采用中間退火，消除加工硬化；合理潤滑。3、何為彎曲回彈？其產生的原因是什么？可采用哪些措施來減少回彈？答：當彎曲變形結束卸載后，由于彈性恢復，使工件彎曲半徑與模具尺寸不同，即為彎曲回彈，角度回彈量用 A a表示；曲率回彈量用Ar表示。

12、卸載后，工件變形區(qū)產生相反的彈性應力：外側壓應力，內側拉應力。在外側壓應力、內側拉應力作用下，工件產生回彈。減少回彈的方法：（ 1） 、改變應力狀態(tài)（校正彎曲）：改變凸、凹模形狀，加大變形區(qū)彎曲力，使變形區(qū)全部呈壓應狀態(tài)；（ 1 分）（ 2） 、采用模具補償，減小回彈；（ 3） 、改善彎曲件結構：在彎曲區(qū)加加強筋；（ 4） 、用橡皮或聚氨脂凹模。4、與筒形件拉深相比，起伏成形的變形有何特點？其變形程度如何表示？答：起伏成形：通過材料局部拉伸變形, 形成局部凹進或凸起。外部材料不進入變形區(qū)，變形區(qū)材料受兩向拉應力作用，產生拉伸變形，材料變薄，表面積增大。起伏成形的變形程度用變形區(qū)的延伸率表示。e

13、 =（L-L o）/L。起伏成形的極限延伸率不超過材料伸長率的（0.70.75）倍。5、什么叫沖裁間隙？沖裁間隙的取向原則是什么？答：在沖裁過程中，凸模與凹?？卓诔叽缰罘Q為沖裁間隙。取向原則是沖孔時，尺寸以凸模為基準，間隙取在凹模上；落料時尺寸以凹模為 基準，間隙取在凸模上。7、拉深過程中的主要失效形式是什么？怎樣避免？答：主要失效形式為：起皺與拉裂。采用壓邊裝置可有效防止起皺。采用有效的 潤滑、增大凸、凹模圓角半徑可防止拉裂。8、壓力機標牌為JB23-63C各字母的含義。答：J表示：機械式壓力機；B:次要參數與基本型號不同的第二種變型23:第2歹I，第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機；63:

14、壓力機的標稱壓力為630KNC:結構與性能比原型作了第三次改進。2 .沖壓非對稱零件時，模柄都要加騎縫銷（防轉銷）?；卮穑?）對2）錯理由：騎縫銷的作用是防止上模座相對模柄轉動。如果沖壓非對稱零件不加騎縫銷，則上模部分轉 動一個角度后，凸模和凹模的相對位置會發(fā)生變 化，這樣會造成工作零件發(fā)生啃傷等安全問題。3 .復合模沖裁精度比級進模高?；卮穑? ）對2）錯理由：由于復合模是同一副模具的同一位置上完成多道工序的沖壓，不會存在條料送進時的定位誤 差，所以精度比在同一副模具不同位置上完成多 道工序的級進模的要高。4 .彎曲時，工件折彎線的方向最好與板料的軋制方 向一致?；卮穑?1）對2）錯理由：板

15、料存在各向異性，順著軋制方向的力學性 能最好，不容易拉裂。當彎曲線與軋制方向垂直 時，彎曲最大拉應力的方向正好與軋制方向一致， 此時彎曲允許的變形程度最大，最不容易開裂。5 .拉深時為了減小材料流動的阻力， 有利于提高極 限變形程度，因此，常常在凸模與毛坯的接觸面上 加潤滑。回答： 1）對2）錯理由：為了減小材料流動的阻力，有利于提高極限 變形程度，常常在凹模與毛坯的接觸面上加潤滑。 為了防止凸模與毛坯接觸面之間產生相對滑動弁 造成危險斷面的過度變薄或拉裂，應避免在凸模 與毛坯的接觸面上加潤滑。6 .凸模與固定板之間的配合通常采用過盈配合?；卮穑?1）對2）錯理由：凸模與固定板之間一般是采用H

16、7/m6的過渡 配合。當采用彈壓導板模時，可以采用間隙配合。7 .因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致。 回答：1 ）對2）錯理由：工件的內形由凸模決定，外形由凹模決定,因此凸凹模的截面形狀及尺寸與工件完全一致47用配合加工法計算下圖零件的凸模和凹模刃口尺寸。已知：Zm=0.246 , Zm=0.360材料Q235料厚t=2 (a)工件Ba(b)凹模刃口答：考慮到工件形狀復雜，宜采用配作法加工 凸、凹模。此制件為落料件，故以凹模為基準件來 配作凸模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況，見 圖bo(1)凹模磨損后尺寸變大的：70±0.37、53工7； 其計算公式：A=(Amax-X )

17、 +0查表 3-5 得：X1=0.5, x 2=0.75 ,取 Sa= A/4將已知數據代入公式得：Aia =(70-0.5 X0.4) 0°74/4=69.8 002 mmA2A=(53-0.75 x 0.37) 00-37/4=52.72 00-09mm(2)凹模磨損后尺寸變小的：3209 ；其計算公式：B=(Bmin+XA) ; a查表 3-5 得 x=0.5，取 S A= A/4將已知數據代入公式得：R=(32+0.5 X0.79)，79/4= 32.4 jmm(3)凹模磨損后尺寸不變的：30B2;其基本公式為 G=(Cmin+0.5 A) ±0.5 Sa取 S a

18、= a/4將已知數據代入公式得：C= (30+0.5X0.52) ± 0.5 X 052 =30.26 士40.07mm查表得：Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙值為( 0.246-0.360) mm49試述沖裁間隙是重要性。( 10 分)答： 沖裁間隙對沖裁件質量、沖裁力大小及模具壽命都會產生影響。1) 沖裁間隙對質量的影響：間隙對斷面質量的影響模具間隙合理時，沖裁件斷面塌角較小，光面所占比例較寬，對于軟鋼板及黃銅約占板厚的三分之一左右，毛刺較小，容易去除。斷面質量較好；間隙過大時，使塌角增大，毛面增寬，光面減少，毛刺肥而

19、長，難以去除，斷面質量較差；間隙過小時，毛面及塌角都減少，毛刺變少，斷面質量最好。因此，對于普通沖裁來說，確定正確的沖裁間隙是控制斷面質量的一個關鍵。沖裁間隙對尺寸精度的影響材料在沖裁過程中會產生各種變形，從而在沖裁結束后，會產生回彈，使制件的尺寸不同于凹模和凸模刃口尺寸。其結果，有的使制件尺寸變大，有的則減小。其一般規(guī)律是間隙小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖出的孔徑小于凸模尺寸；間隙大時，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖出的孔徑大于凸模尺寸。同時，在一般情況下，間隙越小，制件的尺寸精度也越高。2) 沖裁間隙對沖壓力的影響：沖裁力隨著間隙的增大雖然有一定程度的降低，但當單邊間隙在5%10料厚時，沖裁

20、力降低并不明顯，因此，一般%來說，在正常沖裁情況下，間隙對沖裁力的影響并不大，但間隙對卸料力、推件力的影響卻較大。沖裁間隙對沖模壽命的影響：間隙是影響模具壽命的主要因素，由于沖裁時，凸模與凹模之間，材料與模具之間都存在摩擦。而間隙的大小則直接影響到摩擦的大小。間隙越小，摩擦3) 造成的磨損越嚴重，模具壽命就越短，而較大的間隙，可使摩擦造成的磨損減少，從而提高了模具的壽命。綜上所述，沖裁間隙較小，沖裁件質量較高，但模具壽命短，沖壓力有所增大；而沖裁間隙較大，沖裁件質量較差，但模具壽命長，沖壓力有所減少。因此，我們應選擇合理間隙。50.壓力機標牌為JB23-63C各字母的含義。（5分）答：J表示：

21、機械式壓力機；B:次要參數與基本型號不同的第二種變型23:第2歹U,第3組，表示開式雙柱可傾式壓力機；63:壓力機的標稱壓力為630KNC:結構與性能比原型作了第三次改進。六、計算題1、沖制如圖所示墊圈，材料為Q235鋼。分別計算落料和沖孔的凸模和凹模工作 部分尺寸。已知：模具間隙 Zmin=0.46mm Zma=0.64mm落料模制造偏差6凹=+0.03mm 6凸=0.02mm沖孔模制造偏差 6凹=+0.025mm 6凸=0.02mm落料、沖孔模的磨損系數均為 0.5。1、答：(1)落料：Zmax Zmin=0.05mm; | 6 凹 | + | 6 凸 I =0.05mmC 0.05mm,且模具形狀簡單，因此，凸、凹?？煞謩e加工?？诎级?Dnax xA) +'凹=(32 0.5 X 0.62)+0.03 =31.69+0.03 mmDo= (D凹一Zmin)一凸=(31.69 0.10)-0.02 =31.59 -0.02 mm(2)沖孔：Zmax Zmin=0.05mm; | 6 凹 I +